DE2124592B2 - Process for the manufacture of polyethylene - Google Patents
Process for the manufacture of polyethyleneInfo
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Description
(1) einem kleinteiligen, einen Teilchendurchmesser von 0,0001 bis 2 mm aufweisenden, anorganischen, Metalle in chemischer Bindung enthaltenden Trägermaterial sowie(1) a small-sized, inorganic particle diameter of 0.0001 to 2 mm, Support material containing metals in chemical bond as well
(2) einem auf das Trägermaterial aufgebrachten Katalysator vom Ziegler-Typ aus(2) a Ziegler-type catalyst applied to the support material
(2.1) einer Katalysatorkomponente aus einem Chlorid, Oxichlorid bzw. Alkoxichlorid des Titans, Zirkoniums bzw. Vanadins sowie(2.1) a catalyst component made from a chloride, oxychloride or alkoxychloride of titanium, zirconium or vanadium as well as
(22) einer Katalysatorkomponente aus einem gesättigten Metallalkyl, gesättigten Metallalkoxialkyl bzw. gesättigten Metallalkylhalogenid der Metalle Aluminium, 2s Magnesium bzw. Zink oder einem Lithiumalkyl, (22) a catalyst component of a saturated metal alkyl, saturated metal alkoxyalkyl or saturated metal alkyl halide of the metals aluminum, 2s Magnesium or zinc or a lithium alkyl,
mit den Maßgaben, daß das Gewichtsverhältnis Trägermaterial (1): Katalysatorkomponente (2.1) — bezogen auf das Übergangsmetall — im Bereich von 100:0,1 bis 100:10 und das Atomverhältnis Obergangsmetall der Katalysatorkomponente (2.1): Metall der Katalysatorkomponente (22) im Bereich von 100:1 bis 100:10000 liegt, dadurch gekennzeichnet, daß man das Katalysatorsysteir. (KS) einsetzt in Form eines innigen Gemisches (GE) aus dem Katalysatorsystem (KS) und einem kleinteiligen, einen Teilchendurchmesser von 0,1 bis 6,0 mm aufweisenden, bei der gewählten Polymerisationstemperatur nicht erweichenden Äthylenpolymerisat (ÄP), wobei die Teilchen des Gemisches (GE) mit einem bei 300C festen, bei der gewählten Polymerisationstemperatur flüssigen, gesättigten Kohlenwasserstoff-Wachs (WA) aberzogen sind, derart, daß die Gewichtsverhältnisse gegeben sind alswith the provisos that the weight ratio of support material (1): catalyst component (2.1) - based on the transition metal - is in the range from 100: 0.1 to 100: 10 and the atomic ratio of transition metal of the catalyst component (2.1): metal of the catalyst component (22) in the range from 100: 1 to 100: 10000, characterized in that the catalyst system. (KS) is used in the form of an intimate mixture (GE) of the catalyst system (KS) and a small-scale, a particle diameter of 0.1 to 6.0 mm having, at the selected polymerization temperature non-softening ethylene polymer (ÄP), the particles of mixture (GE) but are coated with a solid at 30 0 C, is liquid at the chosen polymerization temperature, saturated hydrocarbon wax (WA) such that the weight ratios are given as
(KS) :(ÄP) von 1:10 bis 1 :1000;(KS): (ÄP) from 1:10 to 1: 1000;
(KS): (WA) von 1 :0,01 bis 1 :1000; sowie(KS): (WA) from 1: 0.01 to 1: 1000; as
(ÄP): (WA) von 1 :0,001 bis 1 :1.(ÄP): (WA) from 1: 0.001 to 1: 1.
5050
2. Verfahren gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Katalysatorsystem einsetzt, bei dem das Trägermaterial (1) ein Material ist, das erhalten worden ist durch ein 1 bis 100 Stunden dauerndes Heißhalten auf einer Temperatur von 150 bis 6000C aus einem Stoff der allgemeinen Formel2. The method according to claim 1, characterized in that a catalyst system is used in which the support material (1) is a material which has been obtained by holding 1 to 100 hours at a temperature of 150 to 600 0 C from a Substance of the general formula
6060
(Me")m · (Me'"),, · (OH)0 ■ (CO3), · (H2O),
worin stehen(Me ") m · (Me '") ,, · (OH) 0 ■ (CO 3 ), · (H 2 O),
where stand
Metall bzw. Obergangsmetall;
Me1" für ein in dreiwertigem Zustand vorliegendesMetal or transition metal;
Me 1 "for a trivalent state
m für eine ganze Zahl von 1 bis 10; m for an integer from 1 to 10;
π für eine ganze Zahl von 2 bis 5; π for an integer from 2 to 5;
ο für eine ganze Zahl von 2 bis 24; ο for an integer from 2 to 24;
ρ für eine ganze Zahl von 1 bis 3; ρ for an integer from 1 to 3;
q für eine ganze Zahl von 0 bis 10; q for an integer from 0 to 10;
mit der Maßgabe, daß die Beziehung giltwith the proviso that the relationship holds
2n + 3m=o + 2p = eine ganze Zahl von 8 bis 26. 2n + 3m = o + 2p = an integer from 8 to 26.
3. Verfahren gemäß Patentansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das zu polymerisierende Äthylen im Gemisch mit Wasserstoff einsetzt, derart, daß auf 100 Volumemeile des zu polymerisierenden Äthylens bis zu 150 Volumenteile Wasserstoff entfallen.3. The method according to claims 1 to 2, characterized in that the to be polymerized Ethylene used in a mixture with hydrogen in such a way that to 100 volume miles of the to polymerizing ethylene eliminates up to 150 parts by volume of hydrogen.
uie Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von kleinteiligem Polyäthylen mit einem Teilchendurchmesser von 0,1 bis 6,0 mm durch Polymerisation von Äthylen bei Temperaturen von 50 bis 1300C und Drücken von 10 bis 200 at in einem bewegten Bett trockenen, kleinteiligen Polyäthylens mit einem Teilchendurchmesser von 0,1 bis 6,0 mm mittels eines Katalysatorsystems (KS) ausuie invention relates to a process for producing finely divided polyethylene having a particle diameter of 0.1 to 6.0 mm by polymerization of ethylene at temperatures of 50 to 130 0 C and pressures of 10 to 200 atm in a moving bed dry, finely divided polyethylene having a particle diameter of 0.1 to 6.0 mm by means of a catalyst system (KS)
(1) einem kleinteiligen, einen Teilchendurchmesser von 0,0001 bis 2 mm aufweisenden, anorganischen, Metalle in chemischer Bindung enthaltenden Trägermaterial sowie(1) a small-sized, inorganic particle diameter of 0.0001 to 2 mm, Support material containing metals in chemical bond as well
(2) einem auf das Trägermaterial aufgebrachten Katalysator vom Ziegler-Typ aus(2) a Ziegler-type catalyst applied to the support material
(2.1) einer Katalysatorkomponente aus einem Chlorid, Oxichlorid bzw. Alkoxichlorid des Titans, Zirkoniums bzw. Vanadins sowie(2.1) a catalyst component made from a chloride, oxychloride or alkoxychloride des Titans, zirconium or vanadins as well
(2.2) einer Katalysatorkomponente aus einem gesättigten Metallalkyl, gesättigten Metallalkoxialkyl bzw. gesättigten Metallalkylhalogenid der Metalle Aluminium, Magnesium bzw. Zink oder einem Lithiumalkyl,(2.2) a catalyst component composed of a saturated metal alkyl, saturated metal alkoxyalkyl or saturated metal alkyl halide of the metals aluminum, magnesium or zinc or a lithium alkyl,
mit den Maßgaben, daß das Gewichtsverhältnis Trägermaterial (1): Katalysatorkomponente (2.1) — bezogen auf das Übergangsmetall — im Bereich von 100:0,1 bis 100:10 und das Atomverhältnis Übergangsmetall der Katalysatorkomponente (2.1): Metall der Katalysatorkomponente (2.2) im Bereich von 100:1 bis 100:10 000 liegtwith the provisos that the weight ratio of support material (1): catalyst component (2.1) - based on the transition metal - in the range from 100: 0.1 to 100: 10 and the atomic ratio of transition metal of the catalyst component (2.1): metal of the Catalyst component (2.2) in the range from 100: 1 to 100: 10,000
Dir bekannten Verfahren dieser Art haben gegenüber vergleichbaren anderen Verfahren einige vorteilhafte Eigenschaften; von Nachteil ist jedoch, daß das entstehende kleinteilige Polyäthylen eine relativ große Fraktion an Teilchen aufweist, deren Teilchendurchmesser unter 03 mm liegt Dies ist aus zweierlei Gründen unerwünscht: zum einen wird dadurch die Bewegung des Bettes und damit eine gute Durchmischung des Reaktionsgemisches erheblich erschwert, und zum anderen ergeben sich Förderschwierigkeiten bei der Aufarbeitung des Polyäthylens (schlechter Einzug in die Maschinen).Processes of this type known to you have some advantages over comparable other processes Properties; The disadvantage, however, is that the resulting small-sized polyethylene is a relatively large one Fraction of particles whose particle diameter is less than 03 mm. This is for two reasons undesirable: on the one hand, it prevents movement of the bed and thus good mixing of the Reaction mixture made considerably more difficult, and on the other hand there are funding difficulties in the Processing of the polyethylene (poor penetration into the machines).
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingang! definierten Art aufzuzeigen, das mit dem vorerwähnten Nachteil nicht oder in erheblich geringerem Umfang belastet ist.The invention was based on the object of a method of the input! to show the defined type that is not burdened with the aforementioned disadvantage or is burdened to a much lesser extent.
Es wurde gefunden, daß die gestellte Aufgabe gelöst werden kann, wenn man bei dem Verfahren dasIt has been found that the problem can be solved if the method
Katalysatorsystem (KS) einsetzt in Form eines Gemisches (GE) aus dem Katalysatorsystem (KS) und einem bestimmten, kleinteiligen Äthylenpolymerisat (ÄP), wobei die Teilchen des Gemisches (GE) mit einem bestimmten Wachs (WA) in bestimmter Weise überzogen sind.Catalyst system (KS) is used in the form of a mixture (GE) of the catalyst system (KS) and one certain, small-particle ethylene polymer (ÄP), the particles of the mixture (GE) with a certain wax (WA) are coated in a certain way.
Darüber hinaus wurden einige besonders vorteilhafte zusätzliche Ausgestaltungen des Verfahrens gefunden, auf sie wird später zurückgekommen.In addition, some particularly advantageous additional developments of the method were found, they will come back to later.
Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zum Herstellen von Polyäthylen durch Polymerisation von Äthylen bei Temperaturen von 5(1 bis 1300C und Drücken von 10 bis 200 at in eineiB bewegten Bett trockenen, kleinteiligen Polyäthylens mit einem Teilchendurchmesser von 0,1 bis 6,0 mm mittel:, eines Katalysatorsystems (KS) ausThe invention accordingly relates to a process for the production of polyethylene by polymerizing ethylene at temperatures of 5 (1 to 130 0 C and pressures of 10 to 200 atmospheres in a moving bed of dry, small-particle polyethylene with a particle diameter of 0.1 to 6, 0 mm medium :, of a catalyst system (KS)
(1) einem kleinteiligen, einen Teilchendurchmesser von 0,0001 bis 2, vorzugsweise von 0,0001 bis 1 mir aufweisenden, anorganischen, Metalle in chemischer Bindung enthaltenden Trägermaterial, sowie(1) a small, one particle diameter from 0.0001 to 2, preferably from 0.0001 to 1 me having inorganic carrier material containing metals in chemical bond, as well as
(2) einem auf das Trägermaterial aufgebrachten Katalysator vom Z5egler-Typ aus(2) one applied to the carrier material Z5egler-type catalytic converter
(2.1) einer Katalysatorkomponente aus einem Chlorid, Oxichlorid bzw. Alkoxkhlorid (speziell Ci- bis Ci2-Alkoxichlorid) des Titans, Zirkoniums bzw. Vanadins sowie(2.1) a catalyst component made of a chloride, oxychloride or alkoxychloride (especially Ci to Ci2 alkoxy chloride) of titanium, Zirconium or vanadins as well
(22) einer Katalysatorkomponente aus einem gesättigten Metallalkyl (speziell Metall-dbis Ciralkyl), gesättigten Metallalkoxialkyl (speziell Metall-Cr bis dralkoxi-d- bis Ciralkyl) bzw. gesättigten Metallalkylhaiogenid (speziell Metail-Ci- bu, Ciralkylchlorid) der Metalle Aluminium, Magnesium bzw. Zink oder einem Lithium.Jkyl (speziell lithium-Ci- bis lkl) (22) a catalyst component composed of a saturated metal alkyl (especially metal-d to ciralkyl), saturated metal alkoxy alkyl (especially metal-Cr to dralkoxy-d- to ciralkyl) or saturated metal alkyl halide (especially metal cibu, ciralkyl chloride) of the metals aluminum, Magnesium or zinc or a Lithium.Jkyl (especially lithium-Ci- to lkl)
mit den Maßgaben, daß das Gewichtsverhältnis Trägermaterial (1): Katalysatorkomponente (Zl) — bezogen auf das Obergangsmetall — im Bereich von 100:0,1 bis 100:10, vorzugsweise von 100:0,3 bis 100:5, und das Atom verhältnis Übergangsmetall der Katalysatorkomponente (2.1): Metall der Katalysatorkomponente (22) im Bereich von 100 :1 bis 100 :10 000, vorzugsweise von 100:10 bis 100:6000, liegt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man das Katalysatorsystem (KS) einsetzt in Form eines innigen Gemisches (GE) aus dem Katalysatorsystem (KS) und einem kleinteiligen, einen Teilchendurchmesser von 0,1 bis 6,0 mm, vorzugsweise von 0,1 bis 1,0 mm aufweisenden, bei der gewählten Polymerisationstemperatur nicht erweichenden Äthylenpolymerisat (ÄP), wobei die Teilchen des Gemisches (GE) mit einem bei 300C festen, bei der gewählten Polymerisationstemperatur flüssigen, gesättigten Kohlenwasserstoff-Wachs (WA) überzogen sind, derart, daß die Gewichtsverhältnisse gegeben sind alswith the provisos that the weight ratio of support material (1): catalyst component (Zl) - based on the transition metal - is in the range from 100: 0.1 to 100: 10, preferably from 100: 0.3 to 100: 5, and the atom The transition metal ratio of the catalyst component (2.1): metal of the catalyst component (22) is in the range from 100: 1 to 100: 10,000, preferably from 100: 10 to 100: 6000. The process according to the invention is characterized in that the catalyst system (KS) is used in the form of an intimate mixture (GE) of the catalyst system (KS) and a small particle diameter of 0.1 to 6.0 mm, preferably 0.1 to 1.0 mm having, not softening ethylene polymer (AEP) at the chosen polymerization, wherein the particles of the mixture (GE) with a solid at 30 0 C, is liquid at the chosen polymerization temperature, saturated hydrocarbon wax (WA) are covered, such that the weight ratios are given as
: 10 bis 1 :1000, vorzugsweise: 10 to 1: 1000, preferably
: 25 bis 1:50;: 25 to 1:50;
:0,01 bis 1 :1000, vorzugsweise: 0.01 to 1: 1000, preferably
: 23 bis I : 10; sowie: 23 to I: 10; as
:0,001 bis 1 : !,vorzugsweise: 0.001 to 1:!, Preferably
: 0,1 bis 1 :0,3.: 0.1 to 1: 0.3.
(KS) :(ÄP) von(KS): (ÄP) of
von
(KS):(WA)vonfrom
(KS) :( WA) from
von
(ÄP):(WA)vonfrom
(ÄP) :( WA) from
vonfrom
Es war zwar bereits bekannt, Katalysatoren vom Zieglertyp mit bei 30° C festen, bei der gewählten Polymerisationstemperatur flüssigen gesättigten Kohlenwasserstoff-Wachsen zu überziehen, um auf diese Weise die Handhabung der Katalysatoren zu erleichtern und ihre Feuergefährlichkeit zu vermindern. AuF Grund dieses Standes der Technik konnte jedoch nicht vorausgesehen werden, daß es bei der ebenfalls bekannten Gasphasenpolymerisation von Äthylen mit Hilfe von Ziegler-Katalysatoren mit Hilfe solcher Wachse gelingen würde, die Teilchengrößenverteilung der erhaltenen Polyäthylene in der angegebenen Weise zu verbessern.Although it was already known, catalysts of the Ziegler type with fixed at 30 ° C, at the selected Polymerization temperature liquid saturated hydrocarbon waxes to coat on this Way to facilitate the handling of the catalytic converters and to reduce their fire hazard. On Due to this prior art, however, it could not be foreseen that it would also be known gas phase polymerization of ethylene with the help of Ziegler catalysts with the help of such Waxes would manage the particle size distribution of the polyethylenes obtained in the manner indicated to improve.
lu hen, kann das Verfahren nach den einschlägig üblichenlu hen, the procedure can be carried out according to the relevant customary
insoweit besondere Ausführungen erübrigen. Erwähnt sei lediglich, daß das Verfahren gleichwohl für diein this respect, special explanations are unnecessary. It should only be mentioned that the procedure is nonetheless for the
is kontinuierliche und diskontinuierliche Polymerisation geeignet istis continuous and discontinuous polymerization suitable is
Zum Katalysatorsysitem (KS) ist im einzelnen das Folgende zu sagen:The following can be said in detail about the catalyst system (KS):
(1) Als Trägermaterialien (1) kommen die einschlägig üblichen in Betracht Geeignete Typen sind beispielsweise beschrieben in den deutschen Offeniegungsschriften 19 09 984 und 19 24648 sowie den ausgelegten Unterlagen des belgischen Patents 7 05 220.(1) The relevant customary suitable types are, for example, as carrier materials (1) described in the German Offenlegungsschriften 19 09 984 and 19 24648 as well as the interpreted Documentation of Belgian patent 7 05 220.
Wie sich gezeigt hat, ist besonders gut geeignet ein Trägermaterial, das erhalten worden ist durch ein 1 bis 100, vorzugsweise 2 bis 50 Stunden dauerndes Heißhalten auf einer Temperatur von 150 bis 600, vorzugsweise von 250 bis 4000C, aus einem Stoff der allgemeinen FormelAs it has been shown is particularly suitable a carrier material which has been obtained of the general through a 1 to 100, preferably 2 to 50 hours lasting hot-holding at a temperature of 150 to 600, preferably from 250 to 400 0 C, of a fabric formula
worin stehenwhere stand
Metall bzw. Übergangsmetall;
Me"1 für ein in dreiwertigem Zustand vorliegendesMetal or transition metal;
Me " 1 for one in a trivalent state
Metall bzw. Übergangsmetall;
m für eine ganze Zahl von 1 bis 10, vorzugsweiseMetal or transition metal;
m is an integer from 1 to 10, preferably
von 2 bis 8, und insbesondere 6;
π für eine ganze Zahl von 2 bis 5, vorzugsweisefrom 2 to 8, and especially 6;
π for an integer from 2 to 5, preferably
von 2 bis 4, und insbesondere 2;
ο für eine ganze ZaIhI von 2 bis 24, vorzugsweisefrom 2 to 4, and especially 2;
ο for a whole number from 2 to 24, preferably
von 8 bis 18, und insbesondere 16;
ρ für eine ganze Zahl von 1 bis 3, vorzugsweisefrom 8 to 18, and especially 16;
ρ for an integer from 1 to 3, preferably
von 1 bis 2, und insbesondere 1;
q für eine ganze Zahl von 0 bis 10, vorzugsweisefrom 1 to 2, and especially 1;
q is an integer from 0 to 10, preferably
von 2 bis 6, und inisbesondere 4;from 2 to 6, and especially 4;
mit der Maßgabe, daß die Beziehung giltwith the proviso that the relationship holds
2·π + 3·/π = σ + 2·ρ= eine ganze Zahl von 8 bis 26, vorzugsweise von 16 bis 26, und insbesondere 18.2 π + 3 / π = σ + 2 ρ = an integer from 8 to 26, preferably from 16 to 26, and especially 18.
Ein solches Trägermaterial wird erhalten, indem man einen Stoff mit der angegebenen allgemeinen Formel während der angegebenen Zeit auf der angegebenen Temperatur hält Dies kann geschehen z.B. durch einfaches Heißhalten des betroffenen Stoffes in einem Heizofen wie er bei der Trocknung anorganischer, Kristallwasser enthaltender Verbindungen üblich ist.Such a carrier material is obtained by adding a substance with the general formula given holds at the specified temperature for the specified time This can be done e.g. by simply keeping the affected substance hot in a heating furnace, as is the case with drying inorganic, Compounds containing water of crystallization are common.
Die gewünschte Teilchengröße kann in einfacher Weise, z. B. durch Mahlen, eingestellt werden. — Im gegebenen Zusammenhang geeignete, in zweiwertigem Zustand vorliegende Metalle bzw. Übergangsmetalle (Me11) sind z. B. Beryllium, Magnesium, Kalzium, Strontium, Bari-The desired particle size can be achieved in a simple manner, e.g. B. by grinding can be adjusted. - In the given context, suitable metals or transition metals (Me 11 ) present in a divalent state are z. B. beryllium, magnesium, calcium, strontium, bari-
b5 um, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Palladium, Platin, Kupfer, Zink, Cadmium sowie Quecksilber. Davon sind besonders gut geeignet Magnesium, Mangan, Kobalt, Nickel, Kupfer, Zink sowie Cadmium; hiervon wiederumb5 um, manganese, iron, cobalt, nickel, palladium, platinum, Copper, zinc, cadmium and mercury. Of these, magnesium, manganese, cobalt, Nickel, copper, zinc and cadmium; of this in turn
zu bevos-zugen sind Magnesium, Mangan, Kobalt, Nickel, Kupfer sowie Zink. Die Metalle bzw. Obergangsmetalle (Me") können als Einzelindividuen vorliegen oder als Gemische aus zwei oder mehr Einzelindividuen. — Im gegebenen Zusammenhang geeignete, in dreiwertigem Zustand vorliegende Metalle bzw. Übergangsmetalle (Me1") sind z.B. Chrom, Molybdän, Wolfram, Eisen, Ruthenium, Osmium, Rhenium, Iridium, Aluminium sowie Gallium. Davon sind besonders gut geeignet Chrom, Molybdän, Wolfram, Eisen sowie Aluminium; hiervon wiederum zu bevorzugen sind Chrom sowie Aluminium. Die Metalle bzw. Übergangsmetalle (Me"1) können als Einzelindividuen vorliegen oder als Gemische aus zwei oder mehr Einzelindividuen. — Die Stoffe mit der angegebenen allgemeinen Formel sind leicht erhältlich. Eine bewährte Methode zu ihrer Herstellung ist z.B. die folgende: Die betroffenen Metalle bzw. Obergangsmetalle werden in Form von wasserlöslichen Salzen, wie Chloriden, Sulfaten oder vorzugsweise Nitraten, gemeinsam in Wasser gelöst, und zwar in einem Mengenverhältnis, des der gewünschten Zusammensetzung des Stoffes entspricht und in seiner Stöchiometrie der angegebenen allgemeinen Formel gehorcht Die resultierende Salzlösung soll insgesamt etwa 0,5 bis 5, vorzugsweise 1,0 bis 4, molar an Metall- bzw. Übergangsmetallionen sein. Sie wird auf eine Temperatur von 50 bis 100, vorzugsweise von 60 bis 90° C erhitzt und innerhalb von 0,5 bis 120, vorzugsweise von 1 bis 60 Minuten mit einer äquivalenten Menge oder bevorzugt einem geringen Oberschuß einer auf 50 bis 100, vorzugsweise von 60 bis 90°C erhitzten 1 bis 5, vorzugsweise L5 bis 4 molaren wässerigen Lösung eines Alkalicarbonate, insbesondere Natriumbicarbonats, vereinigt Vorzugsweise arbeitet man mit einem Überschuß an Alkalicarbonat, der bis zu 20, vorzugsweise von 0,5 bis 3 Gew.-°/o, bezogen auf die theoretische Menge des Bicarbonate beträgt Nach der Zugabe der Alkalibicarbonatlösung wird zweckmäßig noch etwa 10 bis 30, vorzugsweise 15 bis 20 Minuten gerührt, dann der entstandene Niederschlag abfiltriert, mit Wasser gewaschen und durch Absaugen von überschüssigem Wasser befreit Auf diese Weise werden die Stoffe des in Rede stehenden Typs in nahezu quantitativen Ausbeuten erhalten.to be avoided are magnesium, manganese, cobalt, nickel, copper and zinc. The metals or transition metals (Me ") can be present as individual individuals or as mixtures of two or more individual individuals. In the given context, suitable metals or transition metals (Me 1 ") present in a trivalent state are, for example, chromium, molybdenum, tungsten, iron , Ruthenium, osmium, rhenium, iridium, aluminum and gallium. Of these, chromium, molybdenum, tungsten, iron and aluminum are particularly suitable; Of these, in turn, preference is given to chrome and aluminum. The metals or transition metals (Me " 1 ) can be present as individual individuals or as mixtures of two or more individual individuals. The substances with the general formula given are readily available . Transition metals are dissolved together in water in the form of water-soluble salts, such as chlorides, sulfates or preferably nitrates, in a proportion that corresponds to the desired composition of the substance and its stoichiometry obeys the general formula given 0.5 to 5, preferably 1.0 to 4, molar of metal or transition metal ions It is heated to a temperature of 50 to 100, preferably 60 to 90 ° C. and within 0.5 to 120, preferably from 1 to 60 minutes with an equivalent amount or preferably a slight excess of one to 50 to 100, preferably from 60 to 90 ° C heated 1 to 5, preferably L5 to 4 molar aqueous solution of an alkali metal carbonate, in particular sodium bicarbonate, combined. o, based on the theoretical amount of bicarbonate after the addition of the alkali bicarbonate solution, the mixture is advantageously stirred for about 10 to 30, preferably 15 to 20 minutes, then the precipitate formed is filtered off, washed with water and excess water is removed by suction obtained the substances of the type in question in almost quantitative yields.
(2) Der eigentliche Katalysator (2) sowie auch die Katalysatorkomponenten (2.1) und (22) können als die einschlägig üblichen bezeichnet werden.(2) The actual catalyst (2) and also the catalyst components (2.1) and (22) can be referred to as the relevant conventional ones.
(2.1) Geeignete Katalysatorkomponenten dieses Typs sind z. B.: TiQU ZrCl4, VCl4, VOCl3, TiCl3(OC4H9) sowie TiCIj(OCjHs)J. Davon sind besonders gut geeignet TiCl4, VCl4 sowie VOCI3; hiervon wiederum zu bevorzugen ist TiCl4. Die Katalysatorkomponenten (2.1) können als Einzelindividuen vorliegen oder als Gemische aus zwei oder mehr Einzelindividuen.(2.1) Suitable catalyst components of this type are z. E.g .: TiQU ZrCl 4 , VCl 4 , VOCl 3 , TiCl 3 (OC 4 H 9 ) and TiCIj (OCjHs) J. Which are particularly well suited TiCl 4, VCl 4 and VOCI 3; Of these, in turn, TiCl 4 is preferred. The catalyst components (2.1) can be present as individual individuals or as mixtures of two or more individual individuals.
(2.2) Geeignete Katalysatorkomponenten dieses Typs sind z.B.: Mg(C4H9J2, Al(C2Hs)3, Al(C3H7J3, Al(C4He)3, Al(C8H1Z)3, Al(C12H2S)3, AI(C2Hs)2Cl, Al(C2H5WOCiHs) sowie Zn(C2Hs)2. Davon sind besonders pt geeignet Al(C2Hs)3, AKCsH;)!, Al(C4Hs)3, Al(C8Hj7H AKC12H2S)3, Al(C2Hs)2Cl sowie Zn(C2Hs)2; hiervon wiederum zu bevorzugen sind die Aluminiumverbindungen. Die Katalysatorkomponenten (22) können als Einzelindividuen vorliegen oder als Gemische aus zwei oder meur Einzelindividuen.(2.2) Suitable catalyst components of this type are, for example: Mg (C 4 H 9 J 2 , Al (C 2 Hs) 3 , Al (C 3 H 7 J 3 , Al (C 4 He) 3 , Al (C 8 H 1 Z) 3 , Al (C 12 H 2 S) 3 , Al (C 2 Hs) 2 Cl, Al (C 2 H 5 WOCiHs) and Zn (C 2 Hs) 2. Of these, pt are particularly suitable Al (C 2 Hs ) 3 , AKCsH;) !, Al (C 4 Hs) 3 , Al (C 8 Hj 7 H AKC 12 H 2 S) 3 , Al (C 2 Hs) 2 Cl and Zn (C 2 Hs) 2 ; of these in turn preferred are the aluminum compounds. the catalyst components (22) can exist as individual compounds or as mixtures of two or me u r individual compounds.
Trägermaterial (1) kann in einschlägig üblicher Weise erfolgen. Eine Methode besteht z. B. darin, daß ma.i das Trägermaterial zunächst in Berührung mit der Katalysatorkomponente (2.1) bringt und danach in Berührung mit der Katalysatorkomponente (22). Im einzelnen kann man zweckmäßigerweise z. B. so verfahren, daß msn das Trägermaterial mehrere Stunden in der — unter Normalbedingungen — siedenden Katalysatorkomponente (2.1) oder einer siedenden Lösung dieserCarrier material (1) can take place in the relevant customary manner. One method is e.g. B. in the fact that ma.i first brings the support material into contact with the catalyst component (2.1) and then into contact with the catalyst component (22). In detail you can expediently z. B. proceed so that msn the support material for several hours in the - boiling catalyst component (2.1) or a boiling solution of this - under normal conditions
ίο Katalysatorkomponente beläßt, dann mit einem inerten Lösungsmittel gut wäscht und anschließend trocknet, etwa im Vakuum. Das so erhältliche Zwischenprodukt kann dann ohne weiteres mit der — etwa in einer Lösung vorliegenden — Katalysatorkomponente (2.2) vereinigt werden. — Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß man auf das Trägermaterial (1) zuerst die Katalysatorkomponente (22) aufbringt und dann die Katalysatorkomponente (2.1); auch ist es in besonderen Fällen möglich, die Katalysatorkomponenten (2.1) undίο leaves the catalyst component, then washed it well with an inert solvent and then dried, for example in a vacuum. The intermediate product obtainable in this way can then easily be combined with the catalyst component (2.2) - for example present in a solution. - But there is also the possibility of first applying the catalyst component (22) and then the catalyst component (2.1) to the support material (1); it is also possible in special cases, the catalyst components (2.1) and
(22) zugleich auf das Trägermaterial aufzubringen. (22) to be applied to the carrier material at the same time.
Das vorstehend abgehandelte Katalysatorsystem (KS) wird erfindungsgemäß eingesetzt in Form eines Gemisches (GE) aus dem Katalysatorsystem (KS) und einem bestimmten, kleinteiligen ÄthylenpolymerisatThe catalyst system (KS) discussed above is used according to the invention in the form of a Mixture (GE) from the catalyst system (KS) and a certain, small-scale ethylene polymer
(ÄP), wobei die Teilchen des Gemisches (GE) mit einem bestimmten Wachs (WA) in bestimmter Weise überzogen sind. — Im gegebenen Zusammenhang geeignete Athylenpolymerisate müssen nicht, sollten aber zweckmäßigerweise, vom gleichen Typ sein wie das beim Verfahren entstehende Polyäthylen. — Wachse mit der geforderten thermischen Eigenschaft (Schmelzbereich) sind wohlbekannt und im Handel erhältlich, so daß insoweit nicht näher auf sie eingegangen zu werden braucht Erwähnt sei lediglich, daß die Wachse tunlichst »sauber« sein sollten, d. h. keine Bestandteile enthalten - sollten, die den in Rede stehenden Katalysator vergiften(ÄP), the particles of the mixture (GE) with a certain wax (WA) are coated in a certain way. - Suitable in the given context Ethylene polymers do not have to, but should appropriately, be of the same type as the polyethylene produced in the process. - Grow with that required thermal property (melting range) are well known and commercially available, so that Insofar as it does not need to be discussed in more detail, it is only necessary to mention that the waxes are as far as possible Should be "clean," d. H. contain no ingredients - should poison the catalyst in question
können. — Das Oberziehen der Teilchen des Gemisches aus dem Katalysatorsystem und dem Äthyleüpolymerisat mit dem Wachs kann in einfacher Weise erfolgen,can. The coating of the particles in the mixture from the catalyst system and the ethylene polymer with the wax can be done in a simple manner,
z. B. indem man die erforderliche Menge Wachs in einer Mischapparatur bis knapp über den Schmelzpunkt des Wachses erhitzt, das Gemisch zugibt, so lange mischt, bis das Paraffin praktisch homogen aufgenommen ist und dann abkühlt Ebensogut kann man alle drei Komponenten gemeinsam unter Durchmischung über den Schmelzpunkt des Wachses erhitzen und dann wie vorstehend weiter verfahren.z. B. by putting the required amount of wax in one Mixing apparatus heated to just above the melting point of the wax, add the mixture, mix for as long as until the paraffin is absorbed practically homogeneously and then cools down. You can do all three just as well Heat the components together while mixing them above the melting point of the wax and then how proceed as above.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß man beim Arbeiten mit den Katalysatorkomponenten (2.1) und (22), dem Katalysator (2) sowie dem Katalysatorsystem (KS) wegen der Empfindlichkeit dieser Stoffe selbstverständlich die einschlägig üblichen Vorsichtsmaßnahmen ergreifen muß, d.h. insbesondere unter Ausschluß von Wasser (Feuchtigkeit) und Sauerstoff (Luft) zu arbeiten hat.It should be pointed out at this point that when working with the catalyst components (2.1) and (22), the catalyst (2) and the catalyst system (KS), due to the sensitivity of these substances, the usual precautionary measures must of course be taken, ie in particular under Exclusion of water (moisture) and oxygen (air) has to work.
Im Zuge der Entwicklung der vorliegenden Erfindung hat sich weiterhin gezeigt daß es wünschenswert sein kann, wenn man das zu polymerisierende Äthylen im Gemisch mit Wasserstoff einsetzt derart daß auf 100 Volumenteile des zu polymerisierenden Äthylens bis zu 150 Volumenteile Wasserstoff entfallen. — Diese Maßnahme wird man zweckmäßigerweise dann ergreifen, wenn man ein Polyäthylen erhalten will, das eine möglichst kleine Fraktion an Teilchen aufweist, derenIn the course of developing the present invention has also been shown that it can be desirable if the ethylene to be polymerized in the Mixture with hydrogen begins in such a way that up to 100 parts by volume of the ethylene to be polymerized 150 parts by volume of hydrogen are omitted. - This measure will expediently be taken if you want to obtain a polyethylene which has the smallest possible fraction of particles, their
Teilchendurchmesser über 4 mm liegt (sog. »Überkorn«). Die so gerichtete Funktion des Wasserstoffes wächst mit seiner Konzentration sowie mit steigender Polymerisationstemperatur.Particle diameter is more than 4 mm (so-called "oversize grain"). The function of hydrogen directed in this way grows with its concentration as well as with increasing Polymerization temperature.
Es wird ausgegangen von einem Stoff der Formel
(Mg'% · (AIW)2 · (OH)16 · (CO3), · (H2O)4 A substance of the formula is assumed
(Mg '% · (AIW) 2 · (OH) 16 · (CO 3 ), · (H 2 O) 4
300 g dieses Stoffes werden in einem Trockenofen auf eine Flache von 400 cm2 verteilt und 15 Stunden auf einer Temperatur von 2900C gehalten. Dabei resultiert ein Trägermaterial (1), das durch Mahlen auf einen Teilcfiendurchmesser von etwa 0.005 bis 0.1 mm gebracht wird. In einer üblichen Extraktionsapparatur, die einen Kolben, einen über dem Kolben angeordneten Extraktionsteil mit Glasfritte, einen im Extraktionsteil angeordneten Rührer und einen oberhalb des Extraktionsteils angebrachten Rückflußkühler aufweist, werden in den (an sich) zur Extraktion bestimmten Teil 200 g des Trägermaterials eingefüllt. In den Kolben gibt man 1,5 1 TiCl4. Man erhitzt sodann das TiCI4 zum Sieden und hält es 7 weitere Stunden am Sieden; solange befindet sich damit das Trägermaterial in Kontakt mit TiCl4. Anschließend wird das mit TiCI4 beladene Trägermaterial mit n-Heptan gewaschen und bei Raumtemperatur im Vakuum getrocknet. Es resultiert ein Zwischenprodukt des Katalysatorsystems, bei dem das Gewichtsverhältnis Trägermaterial: TiCI4 — bezogen auf Ti — etwa !00:0,63 beträgt. In einem Rührgefäß werden dann bei Raumtemperatur 125 Gewichtsteile dieses Zwischenproduktes mit 142 Gewichtsteilen AI(C2Hs)3 homogen vermischt. Dabei resultiert ein Katalysatorsystem (KS), bei dem das Atomverhältnis Ti: Al etwa 100 : 2000 beträgt.300 g of this substance are distributed over an area of 400 cm 2 in a drying oven and kept at a temperature of 290 ° C. for 15 hours. This results in a carrier material (1) which is brought to a partial diameter of about 0.005 to 0.1 mm by grinding. In a conventional extraction apparatus, which has a flask, an extraction part with a glass frit located above the flask, a stirrer located in the extraction part and a reflux condenser located above the extraction part, 200 g of the carrier material are poured into the part intended for extraction (per se). 1.5 liters of TiCl 4 are added to the flask. The TiCl 4 is then heated to the boil and kept boiling for a further 7 hours; as long as the carrier material is in contact with TiCl 4 . The carrier material loaded with TiCl 4 is then washed with n-heptane and dried in vacuo at room temperature. The result is an intermediate product of the catalyst system in which the weight ratio of support material: TiCl 4 - based on Ti - is about 100: 0.63. 125 parts by weight of this intermediate product are then mixed homogeneously with 142 parts by weight of Al (C 2 Hs) 3 in a stirred vessel at room temperature. This results in a catalyst system (KS) in which the atomic ratio Ti: Al is about 100: 2000.
In einen heizbaren Mischer (8 I Fassungsvermögen) werden eingebracht: 55 g des Katalysatorsystems (KS), 1200 g eines kleinteiligen, einen Teilchendurchmesser von 0,5 bis 1 mm aufweisenden Polyäthylens (Erweichungsbereich !25 bis !360C) und !4Og reines Paraffin (DAB 6; Schmelzbereich 69 bis 73°C). Unter ständigem Mischen erwärmt man innerhalb von 30 Minuten auf 800C, hält 5 Minuten diese Temperatur aufrecht und kühlt dann auf Raumtemperatur ab.In a heatable mixer (8 I capacity) are introduced: 55 g of the catalyst system (KS), 1200 g of a finely divided, a particle diameter of 0.5 to 1 mm comprising polyethylene and 4Og pure (softening range 25 to 36 0 C!)! Paraffin (DAB 6; melting range 69 to 73 ° C). With constant mixing, the mixture is heated to 80 ° C. within 30 minutes, this temperature is maintained for 5 minutes and then cooled to room temperature.
Die Polymerisation selbst wird kontinuierlich durchgeführt in einem Rührreaktor, der 200 1 Fassungsvermögen hat und im kontinuierlich-stationären Zustand als Bett 45 kg trockenes, kleinteiliges Polyäthylen mit einem Teilchendurchmesser von 0,1 bis 6 mm enthält. Im Reaktor wird der Äthylendruck konstant auf 35 atü, die Temperatur konstant auf 95°C gehalten. Die stündlich in den Reaktor eingebrachte Menge an mit Paraffin überzogenem Gemisch beträgt 0,4 g. Auf diese Weise werden stündlich 4 kg eines kleinteiligen Polyäthylens mit einem Teilchendurchmesser von 0,1 bis 6 mm erhalten. Die Korngrößenverteilung des Polyäthylens ist in Tabelle I angegeben.The polymerization itself is carried out continuously in a stirred reactor with a capacity of 200 l has and in the continuously stationary state as a bed 45 kg of dry, small-sized polyethylene with contains a particle diameter of 0.1 to 6 mm. The ethylene pressure in the reactor is constant at 35 atmospheres Temperature kept constant at 95 ° C. The hourly in The amount of paraffin-coated mixture charged into the reactor is 0.4 g. In this way are per hour 4 kg of a small-scale polyethylene with a particle diameter of 0.1 to 6 mm obtain. The particle size distribution of the polyethylene is given in Table I.
Es wird genauso verfahren wie in Beispiel 1, mit der einzigen Ausnahme, daß ohne Paraffin gearbeitet wird. Die Korngrößenverteilung des dabei erhaltenen Polyäthylens ist ebenfalls in Tabelle I angegeben:The procedure is exactly as in Example 1, with the only exception that it is carried out without paraffin. The particle size distribution of the polyethylene obtained is also given in Table I:
O,l>O £
O, l>
Beispiele 2bis4Examples 2-4
Es wird genauso verfahren wie in Beispiel 1, mit den drei Ausnahmen: es wird mit wechselnden Gemischen aus Äthylen und Wasserstoff gearbeitet (vgl. Tabelle II), wobei der Gesamtdruck jeweils auf 35 atü gehalten wird; es wird bei einer Temperatur von 110°C polymerisiert; es werden in den Reaktor stündlich 0,7 g des mit Paraffin überzogenen Gemisches eingebracht. Die Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengestellt.The procedure is exactly the same as in Example 1, with the three exceptions: it is with alternating mixtures worked from ethylene and hydrogen (see. Table II), the total pressure being held at 35 atmospheres in each case will; it is polymerized at a temperature of 110 ° C; 0.7 g per hour are fed into the reactor of the mixture coated with paraffin. The results are shown in Table II.
Volumenteile H2
pro 100 Vol.-Tcilcn
ÄthylenVolume parts H 2
per 100 parts by volume
Ethylene
Siebfraktion
>4 mmSieve fraction
> 4 mm
[Gew.-%][% By weight]
1,5
11,0
33.01.5
11.0
33.0
72
33
1772
33
17th
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